(57)【要約】  本明細書に開示される実施形態は、一般に、処理チャンバに関し、より具体的には、処理チャンバで使用するための熱変調器アセンブリに関する。熱変調器アセンブリは、熱変調器ハウジング及び複数の熱変調器を含む。熱変調器ハウジングは、収容面、側壁、及び環状延長部を画定する収容部材を含む。側壁は、収容面に対して垂直に延びる。環状延長部は、側壁から外に向かって延びる。複数の熱変調器は、収容部材の中に位置決めされる。【選択図】図１
2019523554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシャルチャンバで使用するための熱変調器アセンブリであって、
熱変調器ハウジングであって、収容面、前記収容面に対して垂直に延びる側壁、及び前記側壁から外に向かって延びる環状延長部を画定する収容部材を含み、多軸配置にある、熱変調器ハウジングと、
前記収容部材内に位置決めされた複数の熱変調器と
を備える熱変調器アセンブリ。
【請求項２】
前記多軸配置は、前記熱変調器が第１の軸及び第２の軸に沿って位置決めされた二軸構成である、請求項１に記載の熱変調器アセンブリ。
【請求項３】
前記多軸配置は、前記熱変調器が２つ以上の軸に沿って位置決めされた多軸構成である、請求項１に記載の熱変調器アセンブリ。
【請求項４】
前記熱変調器の各々が、
本体と、
前記本体の中に配置されたフィラメントと、
前記フィラメントからの光線を集めてコリメートするために前記本体の中に配置された第一の凸レンズと、
コリメートされた前記光線を基板上に収束させるために前記本体の中に配置された第２の凸レンズと
を備える、請求項１に記載の熱変調器アセンブリ。
【請求項５】
前記熱変調器の各々が、
ランプと、
前記ランプの周囲に位置決めされた楕円形リフレクタを備え、前記ランプが、前記楕円形リフレクタの焦点に位置決めされる、請求項１に記載の熱変調器アセンブリ。
【請求項６】
前記熱変調器のうちの少なくとも１つが、
ダイオードレーザーと、
前記ダイオードレーザーに隣接して位置決めされた光ファイバと、
レーザースポットのサイズを制御するために前記ファイバの間に装着された凸レンズと
を備える、請求項１に記載の熱変調器アセンブリ。
【請求項７】
前記二軸構成が、各アーム構造が同数の熱変調器を有する複数のアーム構造を備える、請求項２に記載の熱変調器アセンブリ。
【請求項８】
前記多軸構成が、前記同数の熱変調器を有する複数のグループを備える、請求項７に記載の熱変調器アセンブリ。
【請求項９】
前記複数のグループの各々が、前記多軸構成の中心に近い位置から前記多軸構成の周辺部まで、螺旋曲線に沿って整列される、請求項８に記載の熱変調器アセンブリ。
【請求項１０】
処理チャンバであって、
内部空間を画定するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体の中に配置され、処理のために基板を支持するよう構成された基板支持体と、
前記基板支持体の上方の、前記チャンバ本体の中に配置された上部内側リフレクタと、
前記上部内側リフレクタの中に配置された熱変調器アセンブリであって、
熱変調器ハウジングであって、収容面、前記収容面に対して垂直に延びる側壁、及び前記側壁から外に向かって延びる環状延長部を画定する収容部材を含み、多軸配置にある、熱変調器ハウジングと、
前記収容部材内に位置決めされた複数の熱変調器と
を備える熱変調器アセンブリと
を備える処理チャンバ。
【請求項１１】
前記多軸配置は、前記熱変調器が整列していない２つ以上の軸に沿って位置決めされた多軸構成である、請求項１０に記載の処理チャンバ。
【請求項１２】
前記熱変調器のうちの少なくとも１つが、
本体と、
前記本体の中に配置されたフィラメントと、
前記フィラメントからの光線を集めてコリメートするために前記本体の中に配置された第一の凸レンズと、
コリメートされた前記光線を基板上に収束させるために前記本体の中に配置された第２の凸レンズと
を備える、請求項１０に記載の処理チャンバ。
【請求項１３】
前記熱変調器のうちの少なくとも１つが、
ランプと、
前記ランプの周囲に位置決めされた楕円形リフレクタとを備え、前記ランプが、前記楕円形リフレクタの焦点に位置決めされる、請求項１０に記載の処理チャンバ。
【請求項１４】
前記熱変調器のうちの少なくとも１つが、
ダイオードレーザーと、
前記ダイオードレーザーに隣接して位置決めされた光ファイバと、
レーザースポットのサイズを制御するために前記ファイバの間に装着される凸レンズと
を備える、請求項１０に記載の処理チャンバ。
【請求項１５】
基板を処理する方法であって、
前記基板の表面にエピタキシャル層を形成することと、
複数の加熱ランプで前記基板を加熱することと、
複数の熱変調器が第１の軸及び第２の軸に沿って位置決めされた多軸構成を有する熱変調器ハウジングの中の前記複数の熱変調器で、ターゲットエリアを加熱することによって、前記ターゲットエリアの中の前記基板の温度を調整することと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、概して処理チャンバに関し、より具体的には処理チャンバ内で使用するための熱変調器アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造集積回路において、堆積プロセスは、半導体基板上に様々な材料の膜を堆積するために使用される。これらの堆積プロセスは、密閉型処理チャンバ内で起こりうる。エピタキシは、基板の表面上に、通常はシリコン又はゲルマニウムの薄い超高純度層を成長させる堆積プロセスである。基板表面全体にわたって均一の厚さで基板上にエピタキシャル層を形成することは、困難でありうる。例えば、エピタキシャル層には、未知の理由で厚さが減少又は増加する部分が存在することが多い。これらの厚さの変動は、エピタキシャル層の品質を低下させ、製造コストを増大させる。
【０００３】
したがって、基板温度プロファイルを改善する、改良された処理チャンバが必要とされる。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書に開示される実施形態は、一般に、処理チャンバに関し、より具体的には、処理チャンバで使用するための熱変調器アセンブリに関する。熱変調器アセンブリは、熱変調器ハウジング及び複数の熱変調器を含む。熱変調器ハウジングは、収容面、側壁、及び環状延長部を画定する収容部材を含む。側壁は、収容面に対して垂直に延びる。環状延長部は、側壁から外に向かって延びる。複数の熱変調器は、収容部材の中に位置決めされる。
【０００５】
別の実施形態では、処理チャンバが本明細書に開示される。処理チャンバは、チャンバ本体、基板支持体、上部内側リフレクタ、及び熱変調器アセンブリを含む。チャンバ本体は、内部空間を画定する。基板支持体は、チャンバ本体の中に配置される。基板支持体は、処理のために基板を支持するよう構成される。上部内側リフレクタは、基板支持体の上方の、チャンバ本体の中に配置される。熱変調器アセンブリは、上部内側リフレクタの中に配置される。熱変調器アセンブリは、熱変調器ハウジング及び複数の熱変調器を含む。熱変調器ハウジングは、収容面、側壁、及び環状延長部を画定する収容部材を含む。側壁は、収容面に対して垂直に延びる。環状延長部は、側壁から外に向かって延びる。複数の熱変調器は、収容部材の中に位置決めされる。
【０００６】
別の実施形態では、基板を処理する方法が本明細書に開示される。エピタキシャル層が、基板の表面に形成される。複数の加熱ランプが、基板を加熱する。１つ又は複数の熱変調器は、ターゲットエリアを加熱することによってターゲットエリアの中の基板の温度を調整する。
【０００７】
本開示の上述の特徴を詳しく理解できるように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、実施形態の一部は添付する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付する図面は本開示の典型的な実施形態を示しているにすぎず、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による、処理チャンバ１００の側面断面図を示す。
【図２】一実施形態による、図１の処理チャンバの上部光変調器アセンブリの側面断面図を示す。
【図３】一実施形態による、熱変調器アセンブリを有する図１の処理チャンバの上面図を示す。
【図４】一実施形態による、熱変調器アセンブリを有する図１の処理チャンバの上面図を示す。
【図５】一実施形態による、熱変調器アセンブリを有する図１の処理チャンバの上面図を示す。
【図６】一実施形態による、熱変調器アセンブリの断面図を示す。
【図７Ａ】一実施形態による、熱変調器アセンブリの断面図を示す。
【図７Ｂ】一実施形態による、熱変調器アセンブリの断面図を示す。
【図７Ｃ】一実施形態による、熱変調器アセンブリの断面図を示す。
【図８】一実施形態による、熱変調器アセンブリの熱変調器を示す。
【図９】一実施形態による、熱変調器アセンブリの熱変調器を示す。
【図１０】一実施形態による、熱変調器アセンブリの熱変調器を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
明確にするために、適用可能である場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。加えて、一実施形態の要素は、本明細書に記載された他の実施形態で利用するために有利に適合されうる。
【００１０】
図１は、一実施形態による、処理チャンバ１００の側面断面図である。処理チャンバ１００は、その中に配置された基板１０１上にエピタキシャル膜を堆積するように構成される。処理チャンバ１００は、１つ又は複数の側壁１０３、底部１０４、頂部１０６、上部ドーム１０８、及び下部ドーム１１０を有するチャンバ本体１０２を含む。チャンバ本体１０２は、内部空間１１１を画定する。
【００１１】
処理チャンバ１００は、その中に配置された、サセプタでありうる、基板支持体１１２を更に含みうる。基板支持体１１２は、処理中に基板１０１を支持するように構成される。処理チャンバ１００は、１つ又は複数のランプ１１４を更に含む。１つ又は複数のランプ１１４は、基板支持体１１２の上方及び／又は下方に配置されうる。一実施形態では、ランプ１１４は、タングステンフィラメントランプでありうる。ランプ１１４は、基板１０１及び／又は基板支持体１１２を加熱するために、下部ドーム１１０を通して、赤外放射などの放射を方向付けるように構成される。下部ドーム１１０は、石英のような透明な材料で作られうる。処理チャンバは、下部外側リフレクタ１１６及び下部内側リフレクタ１１８を更に含みうる。下部外側リフレクタ１１６は、下部ドーム１１０の下に位置決めされ、少なくとも部分的に下部内側リフレクタ１１８を囲んでいる。下部外側リフレクタ１１６及び下部内側リフレクタ１１８は、アルミニウムで形成され、金などの反射性材料でめっきされうる。高温計などの温度センサ１２０は、基板支持体１１２又は基板１０１の裏側の温度を検出するために、下部内側リフレクタ１１８に設置することができる。
【００１２】
基板支持体１１２の上方に位置決めされたランプ１１４は、赤外放射などの放射を、上部ドーム１０８を通して基板支持体１１２に方向付けるように構成される。上部ドーム１０８は、石英などの透明な材料から形成されうる。処理チャンバ１００は、上部内側リフレクタ１２２と上部外側リフレクタ１２４とを更に含みうる。上部外側リフレクタ１２４は、上部内側リフレクタ１２２を少なくとも部分的に取り囲みうる。上部内側リフレクタ１２２及び上部外側リフレクタ１２４は、アルミニウムで形成され、金などの反射性材料でめっきされうる。一実施形態では、ランプ１１４は、上部外側リフレクタ１２４内であるが上部内側リフレクタ１２２の外側に位置決めされうる。
【００１３】
処理チャンバ１００は、１つ又は複数の熱変調器１２６を有する熱変調器アセンブリ１２５を更に含みうる。熱変調器アセンブリ１２５は、上部内側リフレクタ１２２内に位置決めされうる。熱変調器１２６は、基板温度を微調整することによって、基板１０１の特定の領域で、基板１０１の温度を上昇させるように構成される。熱変調器１２６は、基板１０１上の冷点／リングを補償することができ、したがって、より均一なエピタキシャル成長がもたらされる。例えば、ＳｉＰ及びＳＥＧ  Ｓｉプロセスの厚さプロファイルは、冷点及び／又はリングが幅４０−８０ｍｍ及び大きさ１−８Ｃであることを示唆する。熱変調器１２６の３つの例（熱変調器８００、９００、及び１０００）が、図８から図１０に関連して以下でより詳細に説明される。３つの熱変調器は、異なる幅の基板１０１を処理するのに有用である。
【００１４】
処理チャンバ１００は、エピタキシャル堆積に使用される処理ガスを供給することができる１つ又は複数の処理ガス源１３０に連結されうる。処理チャンバ１００は、真空ポンプなどの排気デバイス１３２に更に連結することができる。いくつかの実施形態では、処理ガスは、処理チャンバ１００の一方（例えば、図１の左側）に供給することができる。基板１０１の上方に処理ガスのクロスフローを作り出すために、ガスは、反対側（例えば、図１の右側）で処理チャンバ１００から排気されうる。処理チャンバ１００はまた、パージガス源１３４に連結されてもよい。
【００１５】
図２は、一実施形態による熱変調器アセンブリ１２５の断面図を示す。熱変調器アセンブリ１２５は、収容面２９４、側壁２９１、環状延長部２９３、及び１つ又は複数の熱変調器１２６を画定する熱変調器ハウジング２００を含む。側壁２９１は、収容面２９４に対して垂直に延びる。環状延長部は、側壁２９１から外に向かって延びる。熱変調器ハウジング２００は、上部内側リフレクタ１２２の内部空間に位置決めされうる。熱変調器ハウジング２００は、上部内側リフレクタ１２２内に後付けされる（ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｅｄ）ように構成される。後付け設計は、現在のハードウェアの機能を拡張するように構成される。図２に示す実施形態では、１つ又は複数の熱変調器１２６は、垂直ランプ２０２であり、すなわち１つ又は複数の熱変調器１２６は、熱変調器ハウジング２００の側壁２９１と平行な主軸２９９を有する。垂直ランプ２０２は、熱変調器ハウジング２００内に配置される。一実施形態では、垂直ランプ２０２は、チューブ２０４内に位置決めされうる。チューブ２０４は、金などの反射性材料から形成されうる。別の実施形態では、チューブ２０４は、反射性材料のコーティングを含みうる。更に別の実施形態では、ハウジング２００の下面は、反射性コーティングも含みうる。垂直ランプ２０２は、上部ドーム１０８の近くに位置決めされうる。一実施形態では、垂直ランプ２０２は、できるだけ上部ドーム１０８に接近して位置決めされうる。
【００１６】
いくつかの要因が、垂直ランプ２０２の同調能力に影響を及ぼしうる。一実施形態では、垂直ランプ２０２同士の間隔Ｓは、ランプ２０２からの放射を受けることになる基板１０１上の対象エリアに影響を与えうる。例えば、約２０％の変化で間隔Ｓが増加する。別の実施形態では、チューブ２０４の直径Ｄは、基板１０１に向けられる放射の強度に影響を与える。例えば、約２０％の変化で直径Ｄが減少する。一般に、垂直ランプ同士の間隔Ｓは、一定であっても一定でなくてもよい。例えば、垂直ランプ２０２同士の間隔は、上部内側リフレクタの周辺部近くの垂直ランプ２０２同士の間隔と比較して、上部内側リフレクタ１２２の中心近くでより接近していてもよい。代替的には、垂直ランプ２０２同士の間隔は、上部内側リフレクタ１２２の中心近くの垂直ランプ２０２の間隔と比較して、上部内側リフレクタ１２２の周辺部近くでより接近していてもよい。一実施形態では、上部内側リフレクタ１２２の中心により近い垂直ランプ２０２同士の間隔は約２ｃｍであり、上部内側リフレクタ１２２の周辺部近くの垂直ランプ２０２同士の間隔は約４ｃｍである。加えて、チューブ２０４は、垂直ランプ１２２と同様の間隔を含みうる。例えば、チューブ２０４同士の間隔は、上部内側リフレクタ１２２の周辺部近くのチューブ２０４同士の間隔と比較して、上部内側リフレクタ１２２の中心近くでより接近していてもよい。代替的には、チューブ２０４同士の間隔は、上部内側リフレクタ１２２の中心近くのチューブ２０４同士の間隔と比較して、上部内側リフレクタ１２２の周辺部近くでより接近していてもよい。
【００１７】
図２に示されるように、加熱ランプ１１４は、上部内側リフレクタ１２２の周囲に位置決めされうる。一実施形態では、垂直ランプ２０２は、加熱ランプ１１４と同じ高さに位置決めされうる。加熱ランプ１１４に対する垂直ランプ２０２の位置決めもまた、基板１０１の放射照度プロファイルに影響を及ぼすことがある。
【００１８】
各垂直ランプ２０２は、一般に、垂直ランプ２０２の第１の端部からその第２の端部までチューブ２０４の長手方向軸に沿って延びる。第１の端部は、チューブ２０４の対応する端部から１−１０ｍｍであり、第２の端部は、チューブの開口部から１−２０ｍｍでありうる。チューブ２０４内の垂直ランプ２０２の凹みの深さは、一定であってもよく、又は任意のパターン若しくは関係に従って変化してもよい。例えば、一実施形態では、第１の複数の垂直ランプ２０２は、それらのそれぞれのチューブ２０４内に第１の深さまで凹み、第２の複数の垂直ランプ２０２は、それらのそれぞれのチューブ２０４内に、第１の深さとは異なる第２の深さまで凹む。一実施形態では、ハウジング２００は、その中に形成された導管２８０を含みうる。導管２８０は、ハウジング２００の側壁を通して冷却流体を流すように構成されうる。別の実施形態では、ハウジングの導管２８０は、ハウジング２００内の第２の流体導管（図示せず）と流体連結しうる。また、冷却流体を流すために、オプションの導管をハウジング２００に挿入することもできよう。結局、それが望ましいかもしれない。液体は、頂部を出入りする。また、内側リフレクタの壁を通ってハウジング２００に至るまで流れることもあるだろう。
【００１９】
図３は、一実施形態による熱変調器アセンブリ１２５を有する処理チャンバ１００の上面図を示す。ランプ１１４は、上部内側リフレクタ１２２を水平に囲むように示されている。一実施形態では、ランプ１１４は、チャンバ半径に沿って主軸に配向される。ランプ１１４は、上部外側リフレクタ１２４と上部内側リフレクタ１２２との間を延びる。図３の実施形態では、上部内側リフレクタ１２２は円形であり、上部外側リフレクタ１２４は角を有する断面が直線的な形状であり、したがって、ランプ１１４の周囲に囲いが形成される。単軸構成３０２を有する熱変調器ハウジング２００が図示される。熱変調器ハウジング２００は、熱変調器１２６を、単軸に沿って上部内側リフレクタ１２２の中に垂直に収容する。一実施形態では、熱変調器１２６は、図３の平面に対して垂直な方向に延びる２つの行３２２、３２４と、６つの列３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１に配置される。６つの列３２６−３３１のうちの３つ（３２６−３２８）が、熱変調器ハウジング２００の第１の側３３４に位置決めされる。６つの列３２６−３３１のうちの３つ（３２９−３３１）が、熱変調器ハウジング２００の第２の側３３６に位置決めされる。第１の側３３４の熱変調器１２６の第１の列３２６と、第２の側３３６の熱変調器１２６の第１の列３３１は、熱変調器ハウジング２００の中心Ｃから約７５ｍｍ離れて位置決めされる。第１の側３３４の熱変調器１２６の最後の列３２８と、第２の側３３６の熱変調器１２６の最後の列３２９は、熱変調器ハウジング２００の中心Ｃから約２５ｍｍに位置決めされる。熱変調器１２６は、基板１０１上の特定の対象エリアに放射を方向付けられるように、間隔を空けて配置されうる。例えば、図２に示すように、熱変調器１２６は、２つのクラスタ３０４、３０６の中に配置される。各クラスタ３０４、３０６は、３対の熱変調器１２６を含む。一実施形態では、その対の熱変調器１２６は、約３０ｍｍ間隔を空けて配置される。単軸構成３０２を有する熱変調器ハウジング２００は、他の光変調器構成が可能である。
【００２０】
図４は、他の実施形態による処理チャンバ１００の上面図を示す。熱変調器ハウジング２００は、二軸構成４００を有する。二軸構成４００は、熱変調器１２６が熱変調器ハウジング２００の第１の軸４０２及び第２の軸４０４に沿って位置決めされうるように構成される。異なる熱変調器ハウジング２００の形状は、熱変調器１２６によって生成された放射照度プロファイルに影響を与える。二軸構成は、４つのアーム構造４１２−４１６を有し、各アーム構造４１２−４１６は、同数の熱変調器（図４の実施形態では、３つの熱変調器）を有するが、各アーム構造内の熱変調器の数は異なる可能性があるだろう。一実施形態では、構造４００の中心から各アーム構造内の第１の熱変調器１２６までの距離は、７５ｍｍでありうる。一実施形態では、各アーム構造４１０−４１６の最後の熱変調器１２６（対応するアーム構造の端部に最も近い）から対応するアーム構造の端部までの距離は、０．１ｍｍから２０ｍｍである。
【００２１】
図５は、別の実施形態による処理チャンバ１００の上面図を示す。熱変調器ハウジング２００は、多軸構成５００を有する。多軸構成５００は、熱変調器が上部内側リフレクタ１２２の内部において２つ以上の軸に沿って位置決めされうるように構成される。多軸構成５００では、２つの異なる軸に位置決めされた熱変調器１２６が整列しないように、熱変調器１２６は、約５０ｍｍ間隔を空けて配置されうる。図５の例に示されるように、多軸構成５００は、３つずつの４グループに配置された１２個の熱変調器１２６を含む。３つずつの各グループは、構造５００の中心近くの位置から、構造５００の周辺部近くの位置まで、螺旋曲線に沿って整列される。中心近くの位置は、中心から上部内側リフレクタ１２２のエッジまでの距離の約４０％である。各グループは、最も内側の熱変調器５１０、中間の熱変調器５１２、及び最も外側の熱変調器５１４を有する。最も内側の熱変調器５１０は、第１の正方形５２０（点線で示す）に配置され、中間の熱変調器５１２は、第２の正方形５２２（点線で示す）に配置され、最も外側の熱変調器５１４は、第３の正方形５２４（点線で示す）に配置される。第１の正方形５２０は、第１の長さと第１の幅を有する。第２の正方形５２２は、第２の長さ及び第２の幅を有する。第３の正方形５２４は、第３の長さと第３の幅を有する。第１の長さは、第２の長さ未満である。第１の幅は、第２の幅未満である。第２の長さは、第３の長さ未満である。第２の幅は、第３の幅未満である。一実施形態では、第１の正方形５２０、第２の正方形５２２、及び第３の正方形５２４は、同じ中心を共有する。第２の正方形５２２は、第１の正方形５２０及び第３の正方形５２４に対して回転される。第３の正方形５２４は、第１の正方形５２０及び第２の正方形５２２に対して回転される。図５の実施形態では、第１の正方形５２０に対する第２の正方形５２２の角度は約４０°であり、第２の正方形５２２に対する第３の正方形５２４の角度は約３０°である。構造５００内の熱変調器１２６の相対位置は、場合によっては、正方形を長方形にすることを含め、螺旋曲線及び正方形に関する任意の所望の間隔又は配向を実現するよう調整されうる。
【００２２】
図６は、別の実施形態による熱変調器アセンブリ１２５の断面図を示す。熱変調器アセンブリ１２５は、熱変調器ハウジング６００と、１つ又は複数の熱変調器１２６とを含む。熱変調器ハウジング６００は、熱変調器ハウジング２００と実質的に類似する。図６に示す実施形態では、１つ又は複数の熱変調器１２６は、水平ランプ６０２であり、すなわち１つ又は複数の熱変調器１２６は、熱変調器ハウジング６００の側壁に対して垂直な主軸６３０を有する。水平ランプ６０２は、熱変調器ハウジング６００の中に配置される。一実施形態では、水平ランプ６０２は、チューブ６０４内に配置される。１つ又は複数の水平ランプ６０２は、各チューブ６０４内に配置されうる。チューブ６０４は、金などの反射性材料から形成されうる。水平ランプ６０２は、チューブ６０４が熱変調器ハウジング６００に形成された開口部６０６と連通するように位置決めされうる。チューブ６０４は、段階的に熱変調器ハウジング６００内に積み重ねられうる。一実施形態では、チューブ６０４は、中央開口部６０６の周囲に積み重ねられてもよい。例えば、中央開口部６０６の第１の側に積み重ねられた３つのチューブ６０４と、中央開口部６０６の第２の側に積み重ねられた３つのチューブ６０４とが存在しうる。段階的構造は、各開口部が、所与のチューブ６０４と熱変調器ハウジング６００の出口面との間で流体連結できるようにする。一実施形態では、各チューブ６０４は、単一の開口部６０６と連通している。別の実施形態では、１つ又は複数のチューブ６０４は、単一の開口部６０６と連通している。水平ランプ６０２は、放射を、基板１０１の表面に向かって開口部６０６に至るまで方向付けるように構成される。
【００２３】
図７Ａは、別の実施形態による熱変調器アセンブリ１２５の断面図を示す。熱変調器アセンブリ１２５は、熱変調器ハウジング７００と、１つ又は複数の熱変調器１２６とを含む。熱変調器ハウジング７００は、熱変調器ハウジング２００及び６００と実質的に類似である。熱変調器ハウジング７００は、１つ又は複数のリング形状の開口部７０４を含む。１つ又は複数のリング形状の開口部７０４は、１つ又は複数の熱変調器１２６を収容する。図７Ａに示す実施形態では、１つ又は複数の熱変調器１２６は、線形ランプ７０２の形態である。線形ランプ７０２は、各リング形状の開口部７０４の外周の周囲に区分的に配置されうる。図７Ａに示すように、線形ランプの配置は軸対称である。１つ又は複数のリング形状の開口部７０４は、反射面７０６を含み、これは金で形成されうる。リング形状の開口部７０４は、リング形状の開口部７０４の近くに発せられる放射の焦点を形成する断面形状を有する。形状は、円形、楕円形、放物線形、双曲線形、多角形、又はそれらの任意の合成物若しくは中間体でありうる。例えば、図７Ｂは、多角化された開口部７１４を有する熱変調器アセンブリ１２５の断面図を示す。リング形状の開口部７０４は、同じ焦点特性を有する同じ形状であってもよく、又は異なる焦点特性を有する異なる形状を有してもよい。例えば、リング形状の開口部７０４の焦点は、リング形状の開口部７０４内に配置されたフィラメント７０２と共に、任意の程度に応じて、上部内側リフレクタ１２２の側面７２０と平行であるか、又は上部内側リフレクタ１２２の側面７２０と平行ではない線を画定しうる。リング形状の開口部７０４の断面形状は、その全長にわたって一定であってもよく、又は任意のパターンに従って変化してもよい。線形ランプ７０２は、熱変調器ハウジング７００内の異なる焦点に位置決めされうる。一実施形態では、線形ランプ７０２のフィラメント（図示せず）は小さくなり、焦点は反射面７０６に接近している。このことで、放物線トレンチの焦点の近くにフィラメントを位置付けることによって、より均一な被覆がもたらされる。例えば、フィラメントは、直径が約２．５ｍｍとなり、焦点は反射面７０６から５ｍｍ離れている。一実施形態では、線形ランプ７０２は、物体平面に位置決めされ、基板１０１は、像平面に位置決めされる。
【００２４】
図７Ｃに示されるような、一実施形態では、熱変調器アセンブリ１２５は、開口部７０４内に位置決めされた１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）熱源７２０を含む。例えば、１つ又は複数のＬＥＤ熱源７２０は、冷却チューブ２１２の周囲に位置決めされうる。
【００２５】
図８は、一実施形態による熱変調器８００を示す。熱変調器８００は、上述の実施形態のいずれかにおいて、熱変調器１２６の代わりに使用されてもよい。熱変調器８００は、本体８０２を含む。本体８０２は、内部空間８０３を画定する。熱変調器８００は、内部空間８０３内に配置されたランプ８０４、第１の凸レンズ８０６、及び第２の凸レンズ８０８を更に含む。第１の凸レンズ８０６は、ランプ８０４からの光線を集めてコリメートするように構成される。第２の凸レンズ８０８は、コリメートされた光線を基板１０１上に集束させるように構成される。基板１０１が第２の凸レンズ８０８の焦点に位置決めされるように、熱変調器８００が位置決めされる。熱変調器８００はチューブリフレクタ内に位置決めされるので、チューブリフレクタは、第１の凸レンズ８０６の集光角の外側で光線のエネルギーを消散させるのを助ける。熱変調器８００は、基板１０１上の中間サイズのエリアに低エネルギーを供給することができる。
【００２６】
図９は、一実施形態による熱変調器９００を示す。熱変調器９００は、ランプ９０２と楕円形リフレクタ９０４とを含む。一実施形態では、ランプ９０２は、急速熱処理（ＲＴＰ）ランプである。ランプ９０２及び基板１０１は、それらが楕円形リフレクタ９０４の焦点に位置するように位置決めされる。ランプ９０２から放射され、楕円形リフレクタによって集められた光線は、第２の焦点、すなわち基板１０１上に集束する。基板は、集束することなく、ランプ９０２からの直接の散乱照射の一部を受けることになる。  熱変調器９００は、基板１０１の大きなエリアに高エネルギーを供給するように構成される。
【００２７】
図１０は、一実施形態による熱変調器１０００を示す。熱変調器１０００は、ダイオードレーザー１００２と、光ファイバ１００４と、凸レンズ１００６とを含む。ダイオードレーザー１００２は、光ファイバ１００４を介して供給される。凸レンズ１００６は、ファイバ１００４の前方に装着される。凸レンズは、基板１０１上のレーザースポットサイズを制御するように構成される。熱変調器１０００は、基板１０１の小さなエリアに高エネルギーを供給するように構成される。
【００２８】
図８から図１０において上述した熱変調器（８００、９００、１０００）のいずれも、図１から図７において説明した熱変調器アセンブリで使用されうる。更に、熱変調器（８００−１０００）の任意の組み合わせも同様に使用されうる。
【００２９】
動作中、処理チャンバは、基板の表面上にエピタキシャル層を形成する。１つ又は複数の加熱ランプ１１４は、基板の少なくとも上面を加熱するように構成される。一実施形態では、１つ又は複数の加熱ランプ１１４はまた、基板の底面を加熱するように構成される。熱変調器アセンブリ１２５は、基板上の対象エリアを選択的に加熱する。例えば、従来の処理中に発生する典型的な冷点が回避されるように、熱変調器は、基板温度を微調整するように構成される。
【００３０】
これまでの記述は、特定の実施形態を対象としているが、その基本的な範囲から逸脱しなければ他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてもよく、その範囲は、下記の特許請求の範囲によって定められる。  
【図１】
2019523554.tif 000003
【図２】
2019523554.tif 000004
【図３】
2019523554.tif 000005
【図４】
2019523554.tif 000006
【図５】
2019523554.tif 000007
【図６】
2019523554.tif 000008
【図７Ａ】
2019523554.tif 000009
【図７Ｂ】
2019523554.tif 000010
【図７Ｃ】
2019523554.tif 000011
【図８】
2019523554.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月27日(2019.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アセンブリであって、
その内部に位置決めされた複数のランプを含む上部外側リフレクタであって、前記複数のランプが上部内側リフレクタを囲み、前記複数のランプのうちの各ランプが第1の主軸を有し、前記上部内側リフレクタ及び前記上部外側リフレクタが前記複数のランプの周囲に囲いを形成し、前記上部内側リフレクタがその中に位置決めされた熱変調器アセンブリを含み、前記熱変調器アセンブリが、
前記上部内側リフレクタ内に後付けされるように構成された熱変調器ハウジングであって、収容面、前記収容面に対して垂直に延びる側壁、及び前記側壁から外に向かって延びる環状延長部を画定する収容部材を含む、熱変調器ハウジングと、
前記複数のランプと同じ水平の高さで前記収容部材内に位置決めされ、各々が各第1の主軸に対して実質的に垂直な第2の主軸を有する複数の熱変調器と
を備えるアセンブリ。
【請求項２】
前記熱変調器ハウジングは、前記熱変調器が第１の軸及び第２の軸に沿って位置決めされた二軸構成の多軸配置である、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記熱変調器ハウジングは、前記熱変調器が２つ以上の軸に沿って位置決めされた多軸構成の多軸配置である、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記熱変調器の各々が、
本体と、
前記本体の中に配置されたフィラメントと、
前記フィラメントからの光線を集めてコリメートするために前記本体の中に配置された第一の凸レンズと、
コリメートされた前記光線を収束させるために前記本体の中に配置された第２の凸レンズと
を備える、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記熱変調器の各々が、
ランプと、
前記ランプの周囲に位置決めされた楕円形リフレクタを備え、前記ランプが、前記楕円形リフレクタの焦点に位置決めされる、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記熱変調器のうちの少なくとも１つが、
ダイオードレーザーと、
前記ダイオードレーザーに隣接して位置決めされた光ファイバと、
レーザースポットのサイズを制御するために前記ファイバの間に装着された凸レンズと
を備える、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記二軸構成が、各アーム構造が同数の熱変調器を有する複数のアーム構造を備える、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記多軸構成が、前記同数の熱変調器を有する複数のグループを備える、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記複数のグループの各々が、前記多軸構成の中心に近い位置から前記多軸構成の周辺部まで、螺旋曲線に沿って整列される、請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
処理チャンバであって、
内部空間を画定するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体の中に配置され、処理のために基板を支持するよう構成された基板支持体と、
前記基板支持体の上方の、前記チャンバ本体の中に配置された上部内側リフレクタと、
前記上部内側リフレクタの中に配置された熱変調器アセンブリであって、
熱変調器ハウジングであって、収容面、前記収容面に対して垂直に延びる側壁、及び前記側壁から外に向かって延びる環状延長部を画定する収容部材を含み、多軸配置にある、熱変調器ハウジングと、
前記収容部材内に位置決めされた複数の熱変調器と
を備える熱変調器アセンブリと
を備える処理チャンバ。
【請求項１１】
前記多軸配置は、前記熱変調器が整列していない２つ以上の軸に沿って位置決めされた多軸構成である、請求項１０に記載の処理チャンバ。
【請求項１２】
前記熱変調器のうちの少なくとも１つが、
本体と、
前記本体の中に配置されたフィラメントと、
前記フィラメントからの光線を集めてコリメートするために前記本体の中に配置された第一の凸レンズと、
コリメートされた前記光線を基板上に収束させるために前記本体の中に配置された第２の凸レンズと
を備える、請求項１０に記載の処理チャンバ。
【請求項１３】
前記熱変調器のうちの少なくとも１つが、
ランプと、
前記ランプの周囲に位置決めされた楕円形リフレクタとを備え、前記ランプが、前記楕円形リフレクタの焦点に位置決めされる、請求項１０に記載の処理チャンバ。
【請求項１４】
前記熱変調器のうちの少なくとも１つが、
ダイオードレーザーと、
前記ダイオードレーザーに隣接して位置決めされた光ファイバと、
レーザースポットのサイズを制御するために前記ファイバの間に装着される凸レンズと
を備える、請求項１０に記載の処理チャンバ。
【請求項１５】
基板を処理する方法であって、
前記基板の表面にエピタキシャル層を形成することと、
熱変調器ハウジングを囲む複数の加熱ランプで前記基板を加熱することであって、前記複数の加熱ランプのうちの各のランプが第1の主軸を有する、前記基板を加熱することと、
複数の熱変調器でターゲットエリアを加熱することによって、前記ターゲットエリアの中の前記基板の温度を調整することであって、各熱変調器が、各第1の主軸に対して実質的に垂直な第2の主軸を有し、かつ前記複数の加熱ランプと同じ水平の高さで上部内側リフレクタの内部空間内に位置決めされる、前記基板の温度を調整することと
を含む方法。
【国際調査報告】
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